Go 笔记之详解 Go 的编译执行流程

build命令简述

在Golang中，build过程主要由go build执行。它完成了源码的编译与可执行文件的生成。

go build接收参数为.go文件或目录，默认情况下编译当前目录下所有.go文件。在main包下执行会生成相应的可执行文件，在非main包下，它会做一些检查，生成的库文件放在缓存目录下，在工作目录下并无新文件生成。

介绍build选项

编译流程的演示需要go build提供的几个选项协助，执行go help build查看。如下：

$ go help build
...

-n 不执行地打印流程中用到的命令
-x 执行并打印流程中用到的命令，要注意下它与-n选项的区别
-work 打印编译时的临时目录路径，并在结束时保留。默认情况下，编译结束会删除该临时目录。

...

这几个选项也适用于go run命令。有没有觉得和sh命令选项类似，可见计算机里的很多知识都是相通的。

打印执行流程

使用 -n 选项在命令不执行的情况下，查看go build的执行流程，如下：

$ go build -n hello.go
#
# command-line-arguments
#
 
mkdir -p $WORK/b001/
cat >$WORK/b001/importcfg << 'EOF' # internal
# import config
packagefile fmt=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/fmt.a
packagefile runtime=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/runtime.a
EOF
cd /Users/polo/Public/Work/go/src/study/basic/hello
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile -o $WORK/b001/_pkg_.a -trimpath $WORK/b001 -p main -complete -buildid fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye -goversion go1.11.1 -D _/Users/polo/Public/Work/go/src/study/basic/hello -importcfg $WORK/b001/importcfg -pack -c=4 ./hello.go
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/_pkg_.a # internal
cat >$WORK/b001/importcfg.link << 'EOF' # internal
packagefile command-line-arguments=$WORK/b001/_pkg_.a
 
...
 
packagefile internal/race=/usr/local/go/pkg/darwin_amd64/internal/race.a
EOF
mkdir -p $WORK/b001/exe/
cd .
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/a.out -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -buildmode=exe -buildid=P1Y_fbNXAEG6zEEGqFsM/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/fVbBEz0nTJc3r6VxU5ye/P1Y_fbNXAEG6zEEGqFsM -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/buildid -w $WORK/b001/exe/a.out # internal
mv $WORK/b001/exe/a.out hello

过程看起来很乱，仔细观看下来可以发现主要由几部分组成，分别是：

创建临时目录，mkdir -p $WORK/b001/;
查找依赖信息，cat >$WORK/b001/importcfg << ...;
执行源代码编译，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/compile ...;
收集链接库文件，cat >$WORK/b001/importcfg.link << ...;
生成可执行文件，/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o ...;
移动可执行文件，mv $WORK/b001/exe/a.out hello;

如此一解释，build 的流程就很清晰了。如果是熟悉c/c++开发的朋友，会发现这个过程似曾相识。当然，相比之下c/c++还会多出一步预处理。
再来优化下之前的流程图，如下：

我们把build过程细化成两部分，compile与link，即编译和链接。此处用到了两个很重要的命令，complie和link。它们都是属于go tool的子命令。
可以执行 go tool complie 和 go tool link

手动编译go程序

.a 文件在C:\Go\pkg\windows_amd64

C:\Go\pkg\tool\windows_amd64

# 1.编译
go tool compile cmd.go

# 生成cmd.o
# .o格式叫做go object ，模仿的 coff文件格式哈


# 2.连接
go tool link -o cmd2.exe ./cmd.o 

# 生成cmd2.exe

说说run的流程

理解了build过程，run就很好理解了。我们使用go run -x hello.go 查看执行过程，如下：

...
/usr/local/go/pkg/tool/darwin_amd64/link -o $WORK/b001/exe/hello -importcfg $WORK/b001/importcfg.link -s -w -buildmode=exe -buildid=fveq2guPMmsyv8t4cV_M/xYBkVZeN1BHy2ygmstrB/pWJerx2-jOU98BpvIFO6/fveq2guPMmsyv8t4cV_M -extld=clang $WORK/b001/_pkg_.a
$WORK/b001/exe/hello
Hello World

重点看结尾部分，与build不同的是，在link生成hello文件后，并没有把它移动到当前目录，而是通过$WORK/b001/exe/hello执行了程序。加上编译，画出如下流程图：

到此，run的整个流程到此就很清晰了。

通过--work保留可执行文件

那么能否拿到这个临时生成的可执行文件？默认是不行的，在go run最后会把临时目录删除。我们可以使用--work保留这个目录。演示过程如下：

$ go run -x --work hello.go
WORK=/var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400

...

$WORK/b001/exe/hello
Hello World

打印了临时目录路径WORK，通过mv命令我们就可以把run生成的hello文件拷贝到当前目录，如下所示：

$ mv /var/folders/bw/8yw8h4yj2vb6mxtb6t8t41f00000gn/T/go-build149627400b001/exe/hello hello

可以执行下hello看看和我们预期的是否一样。

x

未用代码消除(dead code elimination)

这些直接依赖包和间接依赖包中的所有代码是否会进入到最终的可执行文件中呢？即便我们只是使用了某个依赖包中的一个导出函数。

答案: 不会

Go未用代码消除与可执行文件瘦身

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